Устройство для регистрации давления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 15,09. 81(21) 3339374/18-10 3) М. Ид.з 0 0111/00 с присоединекием заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий) УСТРОЙС ел те ос чтолени О измен паэон точно Изобретение относится к приборостроению, а именно к преобразованиюмеханических величин в электрические.Известны устройства для измерениядавления, содержащие трансформаторный датчик давления, преобразующийдавление в электрическое напряжение,и регистраторы напряжения, шлейфовый осциллограф или магнитный накопитель, записывающие напряжение, пропорциональное давлению, на фото- илимагнитной пленке 1 ),Однако существующие средства регистрации имеют недостаточную точность,Наиболее близким к предлагаемомуустройству по технической сущности идостигаемому эффекту является трансФорматорный датчик давления, содержащий упругий чувствительный элементи трансформаторный преобразователь,в магнитном зазоре которого расположены измерительная и компенсационнаякатушки и регистратор напряжения 2 1,Недостатком известного устройствапри работе в комплекте с регистратором напряжения является однократноеение напряжения в пределах диа-.а измерения, т,е, недостаточнаясть регистрации давления,Ц ь изобретения - повышение чувстви льности прибора.П тавленная цель достигается тем,в устройство для регистрации давя, содержащее трансформаторный датчик давления, в магнитном зазоре, которого расположены измерительная и компенсационная катушки и регистратор напряжения, выполненный в виде магнитного накопителя, введены масштабные усилители и дополнительные катушки, расположенные в воздушном зазоре магнитопровода трансформатор" ного датчика эксцентрично с компенсационной катушкой, причем один конец каждой дополнительной катушки подключен к точке соединения измерительной и компенсационной катушек, а другой в . ко входу соответствующего масштабного усилителя, причем выходы этих усилителей соединены с регистратором напряжения.На Фиг.1 приведена конструктивная схема устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - электрическая схема устройства; на фиг.4 - графики изменения выходного напряжения.предлагаемое устройство (фиг.1) содержит упругий чувствительный элемент 1, магнитопровод 2, имеющий воз 994942душный зазор с обмоткой 3 возбуждения, измерительную катушку 4, закрепленную на чувствительном элементе 1, пружинные токовыводы 5, компенсационную катушку б и дополнительные катушки 7-9, закрепленные неподвижноКоличество дополнительных катушек определяется требуемой точностью ре гистрацки давления.Для примера (Фиг.1) приведены три дополнительные катушки, что обесйечи вает повышение точности регистрации в шесть раз. Кроме того, устройство содержитподложку 10, на которой расположеныэксцентрично компенсационная и дополнительная катушки и масштабныеусилители У-У 3 (фиг.2) с сопротивлениями В-В, предназначенными длярегулировки коэффициента усиленияусилителей, а также стабилитроны20О - Р(, предназначенные для ограничения выходнбго напряжения усилителейУ,-Уи регистратор (Рег,), предназначейный для регистрации напряженияпропорционального давлению, например, 25на магнитной ленте ипи фотобумаге.Компенсационная катушка б и каждаядополнительная катушка 7-9 соединенывстречно с измерительной катушкой 4и со входами усилителей У-УЗ. Выход 30компенсационной обмотки соединеннепосредственно с регистратором.Назовем напряжение О, поступающеена регистратор с компенсационной катушки 6, грубым измерительным каналом, напряжения О, Ои О, поступающие на регистратор с выходов усилителей ( фиг. 2 ), назовем точйыми измерительными каналами,Устройство работает следующим образом,При подаче давления Р упругий чувствительный элемент 1 прогибается и.перемещает измерительную катушку 4вглубь воздушного зазора магнитопровода 2. При этом увеличивается потокосцейление измерительной катушки 4с магнитным потоком, образуемым обмоткой 3 возбуждения, и, следователь-;но, в измерительной катушке 4 увеличивается наводимое потоком напряжение, Так как перемещение однозначносвязано с давлением то выходное напряжение на измерительной катушке 4пропорционально давлениюОдновременно в компенсационной ка зтушке б и дополнительных катушках7-9 наводятся напряжения, которыепропорциональны положению катушки ввоздушном зазоре магнитопровода 2(чем глубже в зазоре расположена катушка; тем большее напряжение в нейнаводится ), Расположение компенсационной катушки б в воздушном зазореподбирается так, что наводимое в нейнапряжение равно напряжению в измери тельной катушке 4 при давлении рав) ном нулю. При этом, так как измерительная и компенсационная катушки включены встречно, напряжение О на входе регистратора равно нулю, а при изменении давления изменяется пропор-. ционально давлению (фиг.3). Расположение дополнительных катушек 7-9 в воздушном зазоре подбирается так,что при определенных давлениях, как, например, в нашем случае при давле 1 1 5ниях б, 2, - от максимального значения давления, наводимое в них напряжение равно.напряжению в измерительной катушке 4, При этом, так как каждая дополнительная катушка соединена встречно с измерительной катушкой, то при указанных давлениях .напряжения на входе и на выходе усилителей У-Ус 1равно нулю ,(О,= О =О =О),. Отметим, что "чистый" нуль напряжения на входе усилителей достигается эа счет предлагаемого расположения катушек в общем воздушном зазоре, так как в этом случае сдвиг фаз между напряжениями, наводимыми в дополнительной и измерительной катушках, равен нулю.Подобрав с помощью сопротивлений Й- Йь коэффициенты усиления усилите- лей так, что максимальные значения напряжений на выходах точных измерительных каналов (О, О, О ) равны максимальному значению найряжения грубого измерительного канала О, получим на выходах точных измерительных каналов изменение напряжения в пределах от - О . до + Омв узком диапазоне измеряемости давления 1Рм Фиг.3). В результате при заданнрй погрешности регистрации напряжения погрешность регистрации давления уменьшена.Заметим, что в предлагаемом устройстве величины напряжений, наводимых в дополнительных катушках, выбраны так, что изменение напряжения на выходах точных каналов происходйт от -О, до +О и от 0 до + Омд (фиг3). Такой выбор напряжений в дополнительных обмотках позволяет сократить в два раза число дополнйтельныхкатушек и усилителей на число изменений напряжений от нуля до максимального значения (,в Нашем случае притрех дополнительных катушках и трехусилителях выходное напряжение изменяется от О до+О б раз в пределахдиапазона измеряемого давления ). Однако при этом в регистраторе необходимо определять знак фазы напряжения,В разработанных магнитных регистраторах например, типа "Гамма-К" ) имеются устройства для определения и регистрации Фазы напряжения,Так как в точных измерительных каналах на изменениенапряженияот 0 до 0 с приходится 1/6 часть измеряемогомаксдавления, то при заданной точности измерения напряжения регистратором, точность регистрации давления точным каналом в 6 раз выше регистрации давления по грубому .каналу. Очевидно, что чем больше изменений напряжения от 0 до Омакс в.пределах диапазона измеряемого давления, тем, соответственно, выше точность регистрации давления.При расшифровке показаний регистратора определение номера точного канала производится по показаниям грубого канала. Для исключения разрывов напряжения при давлениях перехода с одного точного канала на другой напряжения О, 0 и О ограничиваются стабилитронами Д-О:. на уровне О+ +дО, где ЬО - йапряжение перекрытия кан алов.Формула изобретенияУстройство для регистрации давления, содержащее трансформаторный датчик давления, в магнитном зазоре которого расположены измерительная икомпенсационная катушки и регистратор напряжения, выполненный в видемагнитного накепителя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности эа счет увеличения крутизны характеристики в под-диапазонах измерения, в него введены.масштабные усилители и дополнитель 10 ные катушки, расположенные в воздушном зазоре магнитопровода.трансформаторного датчика эксцентрично с компенсационной катушкой, причем одинконец каждой дополнительной катушки15 подключен к точке соединения измерительной и компенсационной катушек, адругой - к входу соответствующегомасштабного усилителя, причем выходыэтих усилителей соединены с регист 2 О ратором напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кантор А.В, Аппаратура и метошизмерений при испытаниях ракет. М.,25 Оборонгиэ, 19632. Авторское свидетельство СССРВ 386293, кл, 6 О 19/10, 1972 (прототип),